题目内容

小聪家太阳能热水器的容量为200L.有一天,小聪为了探究家里太阳能热水器的节能效果,每隔1小时记录装满水时太阳能热水器的水温,记录数据如下表
时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00
温度(℃)36384145495558606161
(1)哪一小时太阳能热水器的功率最大?答:______至______.
(2)太阳能热水器通过______途径改变了水的内能.从8:00至17:00,热水器的水吸收的热量是______J.若用电热水器加热同样的水至少需要消耗电能______kW?h.[c=4.2×103J/].
【答案】分析:(1)由题意可知,太阳能热水器的功率最大时,水吸收的热量最多,根据Q=cm△t可知此时一小时内水温变化应最大,分析表中数据,得出结论.
(2)改变物体内能的方法有做功和热传递;根据m=ρV和Q=cm△t求出从8:00至17:00热水器的水吸收的热量;因电热水器为纯电阻电路,根据Q=W求出加热同样的水至少需要消耗电能.
解答:解:(1)太阳能热水器的功率最大时,水吸收的热量最多,根据Q=cm△t可知一小时内水温变化最大;
由表格可知,当12:00到13:00时,水温变化最大为6℃,故此时间段太阳能热水器的功率最大.
(2)太阳能热水器通过热传递的途径改变了水的内能;
当从8:00至17:00时,水温的变化量:
△t=61℃-36℃=25℃,
热水器的水吸收的热量:
Q=cm△t=cρV△t=4.2×103J/(kg?℃)×1.0×103kg/m3×200×10-3m3×25℃=2.1×107J;
因电热水器为纯电阻电路,
所以若用电热水器加热同样的水至少需要消耗电能:
W=Q=2.1×107J≈5.83KW?h.
故答案为:(1)12:00;13:00;
(2)热传递;2.1×107;5.83.
点评:本题考查了质量、吸热、电功的计算和改变物体内能的方法,关键是知道太阳能热水器的功率最大时,相同的时间内水的温度变化最大.
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